Codificadores e Decodificadores e Saídas de Alta Impedância GSI008 – Sistemas Digitais Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação Prof. Dr. rer. nat. Daniel D. Abdala

Na Aula Passada ... Lab sobre circuitos aritméticos; Implementação em VHDL. Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Nesta Aula Implementação de circuitos codificadores; Codificador binário-BCD8421 Código Johnson; Código Excesso de 3; Código Gray; Código ASCII; Display de 7 segmentos; Saídas de alta impedância (buffers). Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Codificadores/Decodificadores Circuitos combinacionais que transformam um código em outro; As denominações codificador e decodificador dependem da base de referência; Construídos a partir da tabela verdade dos códigos. Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 – Excesso de 3 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala 1 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 – Excesso de 3 Da tabela da verdade, extraímos as seguintes expressões de saída: S3 = ĀBC̄D +ĀBCD̄+ĀBCD+AB̄C̄D̄+AB̄C̄D S2 = ĀB̄C̄D +ĀB̄CD̄+ĀB̄CD+ĀBC̄D̄+AB̄C̄D S1 = ĀB̄C̄D̄ +ĀB̄CD+ĀBC̄D̄+ĀBCD+AB̄C̄D̄ S0 = ĀB̄C̄D̄ +ĀB̄CD̄+ĀBC̄D̄+AB̄C̄D̄+ĀBCD̄ Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 – Excesso de 3 Após a simplificação, obtêm-se as seguintes expressões de saída: S3 = A + BD + BC S2 = B̄D + B̄C + BC̄D̄ S1 = C̄D̄ + CD = C⊗D S0 = D̄ Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 – Excesso de 3 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Excesso de 3 – BCD 8421 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala 1 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Excesso de 3 – BCD 8421 Da tabela verdade, obtêm-se as seguintes expressões de saída: S8 = AB̄CD + ABC̄D̄ S4 = ĀBCD + AB̄C̄D̄ + AB̄C̄D + AB̄CD̄ S2 = ĀBC̄D + ĀBCD̄ + AB̄C̄D + AB̄CD̄ S1 = ĀBC̄D̄ + ĀBCD̄ + AB̄C̄D̄ + AB̄CD̄ + ABC̄D̄ Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Excesso de 3 – BCD 8421 Após a simplificação, obtêm-se as seguintes expressões de saída: S8 = AB + ACD S4 = B̄D̄ + AC̄D + BCD S2 = C̄D + CD̄ = C⊕D S1 = D̄ Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Excesso de 3 – BCD 8421 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD8421 - 9876543210 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 1 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD8421 - 9876543210 Da tabela verdade, extraímos as seguintes expressões: S1 = ĀB̄C̄D S2 = ĀB̄CD̄ S3 = ĀB̄CD S4 = ĀBC̄D̄ S5 = ĀBC̄D S6 = ĀBCD̄ S7 = ĀBCD S8 = AB̄C̄D̄ S9 = AB̄C̄D S0 = ĀB̄C̄D̄ Transpondo cada saída para um diagrama de Veitch-Karnaugh, obtemos: Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD8421 - 9876543210 S1 = ĀB̄C̄D S2 = B̄CD̄ S3 = B̄CD S4 = BC̄D̄ S8 = AC̄D̄ S9 = AC̄D S0 = ĀB̄C̄D̄ *obs: note que para obter as simplificações acima utilizamos os estados don’t care: Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD8421 - 9876543210 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decodificador BCD 8421 para 2 entre 5 S4 S3 S2 S1 S0 1 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 - Johnson Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala BCD 8421 1 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

BCD 8421 - Gray Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala BCD 8421 S3 S2 S1 S0 1 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Display de 7 Segmentos Componente eletrônico muito comum Possibilita a apresentação de dígitos TTL TIL321 a b c d e f g Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Display de 7 Segmentos Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Display de 7 Segmentos a a a a a f b f b f b f b f b g g g g g e c e c Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decimal – 7 Segmentos Decimal 7 Segmentos a b c d e f g 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decimal – 7 Segmentos Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala BCD 8421 7 Segmentos A B C D a b c d e f g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decimal – 7 Segmentos Extraindo os mintermos para cada uma das saídas e simplificando, obtêm-se: a = A + C + BD + BD = A + C + B ⊗ D b = B + C̄D̄ + CD = B + C ⊗ D c = C̄ + B + D d = A + B̄D̄ + B̄C + CD̄ + BC̄D e = B̄D̄ + CD̄ f = A + C̄D̄ + BC̄ + BD̄ g = A + C̄B + B̄C + D̄C = A + D̄C + B⊕C Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Saída 3-State Portas lógicas com saída 3-state permitem a geração de valores 0, 1 ou Z. O estado Z é considerado como uma saída desconectada do resto do circuito, pois esta se apresenta em um estado de alta impedância. A real intenção do terceiro estado (Z) é para efetivamente remover a influência de uma dada parte do circuito do restante. Permitem a implementação eficiente de multiplexadores Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Saída 3-State ‘A’ = entrada ‘B’ = saída ‘A’ = ‘C’ se ‘B’ = 1 ‘A’ = Z se ‘B’ = 0 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Circuitos para Habilitar e Desabilitar Idea: projetar um circuito que receba como entrada um sinal de controle Ctr e um sinal de dados Dta. Dta será copiado para a saída do circuito apenas de Ctr estiver habilitado. Dta S Ctr S = Dta, se Ctr = 1 S = Z, se Ctr = 0 Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decodificador 7 Segmentos com Buffers 3-State BCD 8421 enable A B C D E 1 ĀB̄CD̄ AB̄CD ABC̄D̄ ABC̄D ABCD̄ ABCD C̄ C 1 1 B̄ Ā 1 1 1 1 B A B̄ D̄ D D̄ E = AC + AB Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Decodificador 7 Segmentos com Buffers 3-State Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Pro lar Leitura (Tocci): 4.4 (pp. 106) Leitura (Capuano): 5.2 – 5.2.10 (pp. 145 - 161 ) Exercícios (Capuano:) 5.2.11 (pp. 168) Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Extra!!! Será considerado para fins de ajuste de notas; Individual; Monte a tabela, simplifique os MinTermos e construa o circuito de todos os codificadores e decodificadores apresentados nesta aula. Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala

Bibliografia Comentada TOCCI, R. J., WIDMER, N. S., MOSS, G. L. Sistemas Digitais – Princípios e Aplicações. 11ª Ed. Pearson Prentice Hall, São Paulo, S.P., 2011, Brasil. CAPUANO, F. G., IDOETA, I. V. Elementos de Eletrônica Digital. 40ª Ed. Editora Érica. São Paulo. S.P. 2008. Brasil. Prof. Dr. rer. nat . Daniel Duarte Abdala